掺混NH3/乙烯同向射流扩散火焰碳烟生成热化学效应分析

作者：张丰; 刘倩倩; 孙静赟; 程斌; 顾明言^*; 林启富

来源：煤炭转化, 2023, 46(04): 11-19.

DOI：10.19726/j.cnki.ebcc.202304002

• 氨气
• 乙烯
• 碳烟
• 热效应
• 化学效应

以氨气、乙烯和氩气同向射流扩散火焰为研究对象，采用消光法、快速插入测温法结合CHEMKIN模拟，研究了不同体积分数(0%,10%,20%和30%)氨气与乙烯混合燃烧后火焰中碳烟体积分数分布、中心线温度分布以及氨气热效应和化学效应对碳烟生成的影响。结果表明：随着NH3掺混比增大，碳烟的最大体积分数减小，碳烟生成区域向火焰中心线与火焰下游移动；随着NH3掺混比增大，火焰最高温度增大；CHEMKIN模拟中采用NH3-C2H4-PAH燃烧机理和脱氢加乙炔(HACA)碳烟生长机理，运用虚拟氨气(FNH3)得到了NH3的热效应与化学效应对碳烟生成的影响，模拟结果表明，随着NH3掺混比增加，碳烟的最大体积分数减小；氨气热效应对碳烟的抑制作用在NH3体积分数分别为0%,10%,20%,30%时几乎呈现线性变化，而化学效应在NH3体积分数小于10%时能显著抑制碳烟生成，当继续增大NH3掺混比，氨气化学效应对碳烟的抑制作用逐渐减小；NH3的掺混使得多环芳烃(PAHs),H,C2H2,C3H3的浓度降低和CN的浓度升高，抑制了碳烟前驱物的形成，模拟结果也表明，NH3的化学效应对升高火焰温度、降低PAHs摩尔分数和碳烟体积分数发挥重要作用，而热效应在抑制C2H2和C3H3的生成过程中作用更加明显。

• 出版日期2023
• 单位安徽工业大学